구글의 72비트 양자컴퓨터, 비트코인은 여전히 안전할까?

올해 로스앤젤레스에서 열린 미국물리학회 연례회의에서 구글은 큰 행보를 보이며 세계 최초의 72비트 범용 양자컴퓨터인 브리슬콘(Bristlecon)을 출시해 구글의 이전 9개 제품과 맞먹는 1%의 낮은 오류율을 달성했다. -큐비트 양자컴퓨터. 비트-유니버설 양자컴퓨터는 플랫하다. 이 프로세서는 과학자들이 양자 시뮬레이션을 탐색하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 양자 최적화 및 양자 기계 학습에도 적용할 수 있습니다.

Google 관계자는 다음과 같이 말했습니다.

우리는 브리슬콘이 양자 우위를 달성할 수 있다고 조심스럽고 낙관적으로 확신합니다.

Google의 최신 양자 프로세서 Bristlecon

이 양자 컴퓨터에 대해 우리는 다음 개념을 이해할 수 있습니다.

양자 우월

"양자 우월"은 "양자 우월"이라고도 하는데, 이 단어는 양자 컴퓨터가 능력을 능가한다는 것을 의미합니다. 특정 유형의 방정식에 대한 고전 슈퍼컴퓨터의 특히 50큐비트 양자 컴퓨터는 현재 사용 가능한 기존 컴퓨터보다 우수합니다. 양자우월성이 달성되어야만 양자컴퓨터가 진정한 양자컴퓨터로 간주될 수 있다. 그러나 양자 우월성 달성 여부를 판단하기 위해 양자 프로세서의 성능을 측정하는 데 사용되는 측정 기준은 양자 물리학자들 사이에서도 논쟁거리가 되고 있다.

양자 컴퓨터의 컴퓨팅 성능이 가장 발전된 슈퍼컴퓨터의 성능을 크게 능가한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 일부 전문가들은 이것이 양자칩 개발의 큰 진전이라고 할 수 있다고 본다. 양자 입자가 2차원 레이아웃으로 배열돼 제어 시스템이 더욱 복잡해진다. 이는 유용한 계산을 수행하기 위해 양자 시스템에서 양자를 조작하는 능력인 표면 코딩을 달성하는 데 필요한 것에 더 가깝습니다. 구글 관계자는 이번에 출시된 새로운 프로세서가 양자 헤게모니를 달성할 뿐만 아니라, 양자 컴퓨터가 양자 헤게모니 수준에 도달했는지 측정할 수 있는 벤치마크 도구를 개발했다고 밝혔다. 이 테스트는 임의의 개별 양자 회로를 프로세서에 적용하고 기존 시뮬레이션의 출력을 측정합니다.

Bristlecone

이 컴퓨터는 Google Quantum AI 연구소에서 개발되었으며 Google 연구진이 개발한 9비트 매트릭스를 기반으로 합니다. 솔방울 모양과 유사하여 Bristlecone(브리슬콘 소나무)이라는 이름이 붙었습니다. Google Quantum AI Lab의 목표는 실제 문제를 해결하는 데 사용할 수 있는 양자 컴퓨터를 구축하는 것입니다. 그들의 연구 전략은 대규모, 범용, 오류와 호환되는 시스템에 대한 단기 솔루션을 탐색하는 것입니다. 수정 가능한 양자 컴퓨터.

칩 구조의 개략도 각 "X"는 큐비트를 나타내며 인접한 큐비트는 연결됩니다.

양자 프로세서가 기존 시뮬레이션 알고리즘 이외의 알고리즘을 실행하려면 확실히 더 많은 수의 큐비트가 필요합니다. , 하지만 더 많은 것이 필요합니다. 결정적으로 프로세서는 단일 및 이중 큐비트 게이트와 같은 읽기 및 논리 작업에서 낮은 오류율을 유지해야 합니다.

Qubits

Qubits는 디지털 비트의 양자 아날로그 형태이며 기존 컴퓨터에서 처리되는 정보의 가장 작은 단위입니다. 그러나 디지털 비트는 이진수이므로 0과 1 사이에서만 선택할 수 있습니다. 그리고 큐비트는 상태 중첩으로 존재할 수 있습니다(그 값은 0, 1 또는 기타 조합일 수 있음). N개의 큐비트가 있는 경우 이론적으로 2^N개의 데이터를 동시에 저장할 수 있습니다. 예를 들어 250큐비트로 저장할 수 있는 데이터는 2^250으로, 이는 알려진 우주의 모든 원자를 합친 것보다 많습니다. 양자 컴퓨터는 연산을 수행할 때 동시에 2^N개의 수학 연산을 계산할 수 있는데, 이는 기존 컴퓨터가 2^N 계산을 반복하는 것과 같습니다. 양자 컴퓨터는 많은 시간과 컴퓨팅 단위를 절약할 수 있어 양자 컴퓨터가 데이터베이스 쿼리, 큰 소수 분해 또는 복잡한 과학 모델 생성을 가능하게 하며 슈퍼컴퓨터보다 더 효율적이고 정확하다는 것을 알 수 있습니다.

큐비트 수

하지만 대규모 양자 컴퓨터를 만드는 것은 큐비트 묶음을 함께 묶는 것만큼 간단하지 않습니다. 큐비트 배열을 만드는 것은 어려운 작업입니다. 큐비트가 이온, 스핀 반도체, Google 프로세서 또는 초전도 회로를 기반으로 하는지 여부에 따라 성공적으로 생성하고 작동하려면 특수 재료가 필요한 경우가 많으며 값비싼 레이저 설정 및/또는 극한의 환경 조건이 필요합니다.

큐비트 자체는 소음 환경 간섭에 매우 민감하다는 점에 유의해야 합니다. 이상적이지 않은 환경은 큐비트 상태에 문제를 일으킬 수 있으므로 오류가 발생하기 쉽습니다. 오류율을 최소화하면서 강력한 큐비트 배열을 만드는 것은 물리학자와 강력한 양자 컴퓨터 사이의 가장 큰 장애물 중 하나입니다.

오류율

양자 상태는 매우 불안정하기 때문에 50큐비트만으로는 충분하지 않습니다. 큐비트의 양자 얽힘으로 인해 오류가 발생하기 때문입니다. 충분한 큐비트와 낮은 오류율만이 진정한 의미 있는 양자 우위를 달성할 수 있습니다.

브리슬콘 설치

이 72비트 양자컴퓨터(기존 9큐비트 범용 양자컴퓨터와 유사)에 사용된 큐비트 매트릭스는 읽기 오류율 1%, 단일 큐비트 게이트 오류율 0.1%, 이중 큐비트 게이트 오류율 0.6%를 달성할 수 있습니다. -큐비트 게이트 오류율 오류율. 큐비트 게이트(Qubit Gate)는 기본이 되며 적은 수의 큐비트로 양자 회로를 동작시키는 양자 게이트(양자 논리라고도 함)이다. 이는 전통적인 논리 게이트와 일반 디지털 회로의 관계와 마찬가지로 양자 회로의 기초입니다. 공통 양자 게이트는 하나 또는 두 개의 큐비트에서 논리 연산을 수행하여 궁극적으로 단일 출력을 생성합니다.

양자 컴퓨터가 비트코인을 크랙할 수도 있습니다

현재 양자 컴퓨터는 과학 연구 분야에서만 사용되지만 브리슬콘이 구글 랩스의 말대로 양자 헤게모니를 달성할 수 있다면 비트코인 등 블록체인 기술을 기반으로 한 가상화폐도 크랙될 수 있습니다.

블록체인의 다수결 원칙에 따르면, 채굴자가 컴퓨팅 파워의 51%를 소유하면 이후의 다른 채굴자는 계속해서 비트코인을 얻을 수 없습니다. 앞으로는 양자컴퓨터의 큐비트 수가 증가할수록 블록체인에서 사용되는 비대칭 암호 알고리즘, 즉 공개키 암호체계도 더욱 큰 위협을 받게 될 것이다.

양자 컴퓨터를 사용하면 공개 키를 사용하여 개인 키를 추론하는 과정이 역전될 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 모든 사람의 개인 키를 쉽게 추론할 수 있습니다. 외신 마더보드는 4,000큐비트 양자컴퓨터가 블록체인을 붕괴시킬 수 있다고 믿는다. 즉, 이러한 양자컴퓨터를 먼저 개발하고 적용하는 사람이나 팀이 모든 거래를 해결하고 검증할 수 있으며, 앞으로는 모든 암호화폐가 더 많아질 것이라고 믿는다. 유통되지 않는 화폐는 독점될 것이며, 암호화폐의 신뢰 시스템은 파괴될 것입니다. 자세한 내용은 FreeBuf의 특별 기사를 참조하세요. 양자 컴퓨팅은 개념에서 현실로 이동합니다. 공개 키 암호화가 위험합니까?

엄밀히 말하면, 양자 컴퓨터의 출현은 기존 시스템의 모든 암호화를 위협하고 전체 금융 및 은행 산업의 보안 보호를 다시 작성하게 될 것입니다.

그러나 많은 과학자들은 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터를 대체할 수 없다고 믿고 있습니다. 양자 컴퓨터의 컴퓨팅 특성상 소수의 분야에서만 사용할 수 있다고 판단되기 때문에 기존 컴퓨터의 작동 범위는 양자 컴퓨터의 작업 범위를 훨씬 뛰어넘습니다.

그러나 모든 블록체인 기술 개발자들도 더욱 경계해야 합니다. Google의 양자 컴퓨터 출시는 앞으로 블록체인 분야에 획기적인 변화가 있을 수 있음을 나타냅니다.